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1、 国际焊接学会授权的培训机构 哈尔滨焊接技术培训中心 Harbin Welding Training Institute 国际焊接工程师培训课程 Training Course for International Welding Engineer IIW Authorised Training Body 焊接材料复习提纲 IIW Authorised Training Body 材料及材料焊接行为在基础课程和 主课程中都涉及到，此部分需要掌 握金属材料的基本知识和焊接冶金 基本知识，更需要掌握常用的金属 材料性能及其焊接性。 基本知识内容包括：铁碳相图及相 关知识、焊接裂纹及焊接性、材料 及接
2、头热处理、金属材料特性及其 试验方法。 IIW Authorised Training Body 具体金属材料要从以下几个方面了解这种 材料：标准、标记方法、典型钢种、化学 成分、机械性能、材料特性、焊接性、焊 接材料的选择、焊接工艺要点。 本部分涉及到的标准有：材料的分类和标 记体系、每种材料的标准和标记方法、焊 接填充材料的标准和标记。 IIW Authorised Training Body 材料基础知识 金属结构、铁碳合金、铁碳相图 金属材料中常见的晶格形式 纯铁的结晶过程 置换固溶体、间隙固溶体、金属化合物 共晶相图、包晶相图 铁碳合金相图中各特征点的意义 铁素体、奥氏体、珠光体、贝
3、氏体、马氏体、莱 氏体、渗碳体，魏氏组织 共析钢、亚共析钢、过共析钢、共晶白口铁、亚 共晶白口铁、过共晶白口铁 钢的冷却转变，TTT曲线，CCT曲线 IIW Authorised Training Body 焊接冶金 焊接接头构成和各区的特点 焊接裂纹的种类和形成机理 焊接接头断裂形式和裂纹试验 热处理 热处理种类、作用 正火、淬火、回火、调质、消除应力退火、时效 强化、固溶处理 金属材料性能，试验方法，材料特征值 强度、塑性、韧性、硬度、导热性、热膨胀性、 耐腐蚀性 IIW Authorised Training Body IIW Authorised Training Body IIW A
4、uthorised Training Body IIW Authorised Training Body 裂纹形成机理 肉眼或6:1的放大镜能够识别 借助V6:1的显微镜的识别 焊接接头中的缺陷裂纹 裂纹尺寸 宏观裂纹微观裂纹 冷裂纹 裂纹形成 晶间裂纹穿晶裂纹 裂纹形成的原因/条件 热裂纹 凝固 裂纹 液化 裂纹 层状 撕裂 淬硬 裂纹 氢致 裂纹 时效 裂纹 析出 裂纹 脆化 裂纹 收缩 裂纹 缺口 裂纹 再热 裂纹 （两种形成均可能） IIW Authorised Training Body 裂纹分布 1 焊缝中纵向裂纹（多为结晶裂纹） 2 焊缝中横向裂纹（多为延迟裂纹） 3熔合区横向裂
5、纹（多为延迟裂纹） 4焊缝根部裂纹（延迟、热应力裂纹） 5 HAZ根部裂纹（延迟裂纹） 6焊趾纵向裂纹（延迟裂纹） 7焊趾纵向裂纹（液化、再热裂纹） 8焊道下裂纹（延迟、液化、再热裂纹） 9层状撕裂 10弧坑裂纹（纵向、横向、星形） IIW Authorised Training Body 裂纹分类 凝固裂纹（结晶裂纹） 液化裂纹 热裂纹 再热裂纹 延迟裂纹冷裂纹 IIW Authorised Training Body 钢的工业生产 高炉炼铁过程 还原过程，焦碳既作为燃料又作为还原剂 ，成品为生铁。 炼钢过程 基本氧化过程，由生铁炼成钢要求去除不 期望存在的铁的伴生杂质，如碳、硅、锰 、磷和
6、硫。 精炼方法：酸性转炉炼钢法、平炉炼钢法 、电炉炼钢法 IIW Authorised Training Body 钢的浇注 浇注的钢水中仍含有大量氧的成份。应进 行脱氧，这一过程为还原。 沸腾钢 镇静钢（在钢水中添加约0.15%的硅和少 量的锰和铝） 特别镇静钢（在钢水中添加约0.2%的硅， 约0.02%的铝和少量的锰） IIW Authorised Training Body 合金元素对钢性能的影响 性 能CSiMnPSCrNiMoCuAl 抗拉强度+()+ 硬度+ 屈服极限+ 延伸率2%()()()() 冲击韧击韧性+()+() 冷变变形性()(+)() 深冲性()()(+)() 锻锻造
7、+()()() 压压力焊焊能力(+)(+)() 熔化焊焊能力+() 热热脆性+ + 淬硬性+ +(+)+ 热热强性+至400+(+)同C+ 临临界冷却速度() 耐腐蚀蚀性+(+)+ +(+)同C(+)+ 抗高温氧化性+ +(+)+ 冷作硬化性+(+) 疲劳劳性能(+)间间接(+)同C(+)同C (+)同C (+)同C IIW Authorised Training Body 硫 硫在铁中几乎不溶解，它与铁形成化合物 硫化铁。由于硫化铁的熔点较低（1200）， 它一般沉淀在晶界上，硫化铁在800900时 变脆。此时，钢很容易在晶界处破坏（红脆性 ）。当温度超过1200时，晶界上的硫化铁熔 化，钢
8、以热脆形式发生破坏。在偏析区特别容 易出现热裂倾向。 磷 磷使钢变脆。由于磷铁化合物的熔点较 低，因此易产生热裂纹。 氮 温度大约超过600时，氮可溶解在铁素体 中，但在室温时，氮就会析出，它阻碍钢的可 变形性（时效）。在特殊镇静钢中，至少0.02% 的铝含量与氮相结合，因此在特殊镇静钢中避 免了时效现象。 IIW Authorised Training Body 钢的分类，EN10020标准 按合金元素的含量分类 碳钢（非合金钢） 低合金钢 合金元素含量5% 例如13CrMo4-5 高合金钢 合金元素含量5% 例如X6CrNi16-13 按使用要求分类 普通钢 优质钢 特殊优质钢 IIW A
9、uthorised Training Body 钢的标记体系，EN10027 EN10027-2 材料的数字标记 材料分组： 0=纯铁 1=钢 2=重金属 如Cu、Ni 3=轻金属如Al 分类组别见表2 不同品种的数字编号 钢种的数量有要求时的标记数字 IIW Authorised Training Body 例：1 01 16 按EN 10025-2对S235 J2钢的 数字编号 01=一般结构钢Rm500N/mm2 材料类别号：1=钢材分类号 IIW Authorised Training Body 非 合 金 钢钢合 金 钢钢 普通 钢钢 优质钢优质钢 特 殊 优质优质 钢钢 优质优质
10、钢钢 特 殊 优优 质质 钢钢 工具钢钢 其它各 类类特殊 钢钢 耐化学 腐蚀钢蚀钢 结结构、机械制造和钢钢筋用钢钢 00 90 普通 钢钢 10 特殊 物理 性能 的钢钢 20 Cr 30 40 不锈钢锈钢 Ni2.5 % 不含Mo, Nb,Ti 50 Mn,Si,C u 60 Cr-Ni 含 含2.0 3% Cr 70 Cr Cr-B 80 Cr-Si-Mo Cr-Si-Mn- Mo Cr-Si-Mo-V Cr-Si-Mn- Mo-V 01 91 一般钢结钢结 构用钢钢R m 500N/ 11 结结构 制造 和钢钢 筋用 含 C0.5 % 21 Cr-Si Cr-Mn Cr-Mn-Si 3
11、1 41 不锈钢锈钢 Ni2.5 % 含 Mo,Nb, Ti 51 Mn-Si Mn-Cr 61 71 Cr-Si Cr-Mn Cr-Mn- B Cr-si- Mn 81 Cr-Si-V Cr-Mn-V Cr-Si-Mn-V 92 RM 0.5% 22 Cr-V Cr-V-Si Cr-V-Mn Cr-V-Mn- Si 32 高速工 具钢钢含 Co 42 52 Mn-Cu Mn-V Si-V Mn-SiV 62 Ni-Si Ni-Mn Ni-Cu 72 Ni-Mo 含 0.35% Mo Cr-Mo- B 82 Cr-Mo-W Cr-M0-W-V IIW Authorised Training B
12、ody 按EN10027-1和ECISS IC10标准：材料符 号标记 主要符号（EN10027-1） （钢钢种） 附加符号（ECISS IC10） 对对于钢钢对对于钢钢的制造 IIW Authorised Training Body *主要符号标记 G铸钢 如GS-35，GG-灰口铸铁 根据钢的使用及其机械性能和物理性能的主 要符号： S普通结构用钢 P压力容器用钢 L管道用钢 E机器制造用钢 B钢筋用钢 Y应力钢 R钢轨用钢 H高强度拉伸性能的冷轨钢板 例如：EN10025-2 S235J2 IIW Authorised Training Body 按化学成分含量标记: i） 碳素钢和锰1
13、%的碳锰非合金钢、非合金钢的易切削钢、合 金元素50% Al) +CE镀铬镀铬 表层层 +CV镀铜镀铜 表层层 +IC无机涂层层 +OC有机涂层层 +S热热渗锡锡 +SE镀锡镀锡 表层层 +T热热浸镀铅锌镀铅锌 合金 +TE电镀电镀 /铅锌铅锌 合金涂层层 +Z镀锌镀锌 +ZA镀锌铝镀锌铝 +ZE电镀锌电镀锌 +ZF扩扩散锌锌涂层层 +ZN锌镍锌镍 涂层层 IIW Authorised Training Body 符 号热处热处 理状态标记态标记 +A软软化处处理 +AC渗碳处处理 +C冷作硬化 +Cnnn冷作硬化后的最低抗拉强度 +CR冷轧轧 +HC热热/冷成型 +LC稍微冷拔和轻轻微冷轧轧
14、（表面） +Q淬火 +S急冷处处理 +ST固溶退火 +U 无处处理 IIW Authorised Training Body 按欧洲标准材料标记示例 机械性能一致的钢的标记、按欧洲EN标准非合金 结构钢对S、E、P、L、B钢的标记 IIW Authorised Training Body 按EN10027标标准主要符号按钢铁钢铁IC10附加符号 字 母性 能 对对 于 钢钢 对对于 钢钢 的制 造 1组组)2组组 G=铸钢铸钢 (如必要) S=结结构用 钢钢 nnn=最小产产 品厚度的最 小屈服强度 N/mm 冲击击功(焦耳) 试验试验温 度 C=具有特别别的冷变变形能力 D=液浸镀层镀层 E
15、=瓷漆 F=锻压锻压 H=空心型材 L=用于低温 M=热热机械轧轧制 N=正火或正火轧轧制 O=海上用 P=钢钢板桩桩 Q=调质调质 S=钢结钢结构用钢钢 T=管材 W=热热强钢钢 an=用于规规定的附加元素如 Cu的符号,如需要带带一个一 位的数字,它乘以10为规为规定 的含量 27J40J60J JRKRLR+20 JOKOLO0 J2L220 J3K3L330 J4K4L440 J5K5L550 J6K6L660 M热热机械轧轧制 N正火或正火轧轧制 Q调质调质 G其它特性，如有必要用1或2个数字 GXnnnan +an +an1 ) IIW Authorised Training Body 碳钢碳锰钢 应用 广泛应用于民用建筑、地下工程、桥梁工程 、水利工程、车辆制造和机器制造。 标准 欧洲标准EN 10025-2，此标准说明了八种钢 材
